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美国F-16战斗机

来源:80分类目录 点击: 时间:2014-08-13
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美国F-16战斗机

美国F-16战斗机 - 研制历史

背景

1972年,美军新研制成功的F-15“鹰”重型战斗机正处于国际目光的焦点,因为它划时代的性能令人为之一振。但是F-15带给了美国军方一个很大的难题:它太贵了,即使是财大气粗的美国也买不起太多的F-15;如果为了节省军费,减少装备战斗机的数量,又会影响美军空战能力。为此,美军想到了一个解决方法:研制一种性能与F-15相比要求较低、价格便宜得多的轻型多用途战斗机,与F-15组成高低搭配,解决费用与性能之间的矛盾。

历程

美军推出了ADF计划,即“先进昼间战斗机”计划。

1972年通用动力公司的原型机YF-16战胜了麦道公司的YF-17,成为了美军的“低档配置”。而YF-17则在后来的海军招标中,则反败为胜,击败F-16海军型,后命名为F/A-18“大黄蜂”。

1973年12月,第一架YF-16原型机出厂。

1974年1月8日,红、蓝、白三色涂装的YF-16被运到了加州爱德华空军基地。在主设计师HarryHillaker为首的技术小组的指挥下,YF-16开始试飞。

1974年1月20日,由试飞员PhilOestricher进行高速滑行测试。突然YF-16发生滚转偏移震动,飞机滑出跑道中线,试飞员在紧急中灵活应对,操纵飞机飞离地面,稳定后再落回跑道,于是F-16的“首飞”完成了。

1974年2月2日,YF-16单座机进行了正式的90分钟首飞,3天后突破了音速,6天之后达到了两倍音速。

1974年5月9日,试飞员NeilAnderson驾驶双座的B型试飞成功。

1975年1月,美国空军宣布YF-16中选,正式确定飞机的军用编号为F-16。

1976年12月,F-16试验型飞机于首飞。

1978年末,F-16开始装备美国空军。

1992年12月,通用动力公司于宣布将F-16的生产线卖给了洛克希德·马丁公司。

2002年1月起,洛克希德·马丁公司和美国空军完成了F-16“共同配置实施计划”第一架飞机的改装工作。该计划改进美国空军的约650架F-16“布洛克- 40、50”战斗机的座舱和航空电子设备结构。

2002年6月,美空军开始对F-16C/D的新型APG-68(V)9雷达进行飞行测试。

2002年9月,该批次F-16开始加装先进敌我识别器,并能够使用洛克希德·马丁公司的“狙击手”XR先进前视红外瞄准吊舱。第二阶段从2003年7月开始,加装链路-16数据链、联合头盔提示系统。从2006年开始,F-16“布洛克-40/42”战斗机将全部接受上述改进,预计到2010年结束。

2003年4月28日,美国空军授给洛克希德·马丁航空系统部一项总额1.255亿美元新合同,实施F-16国际化软件升级项目,包括对先进武器馈电系统、数据链通信、精确导航系统和先进瞄准吊舱等系统进行升级。

2003年5月,洛克希德·马丁公司导弹和火控分公司开始为F-16飞机交付“狙击手”XR先进瞄准吊舱。

2004年9月,洛克希德·马丁公司在加州爱德华兹空军基地完成了F-16战斗机上的战术机载侦察系统吊舱的合成孔径雷达测试。

2004年10月,美空军开始为其F-16战斗机装备联合头盔显示系统。

2005年3月,美军正式接受最后一架全新生产的F-16战斗机。此后洛·马新生产的F-16将全部用于外销。

美国F-16战斗机 - 结构

材料

F-16的结构材料80.6%是铝合金,7.6%是钢,2.8%是复合材料,1.5%是钛合金,7.5%为其它材料。

布局

F-16在总体布局上采用了随控布局中的“放宽静稳定度”技术。与常规布局相比,机翼向前移动了40.6厘米,从而使气动力中心前移,在速度为0.9马赫时静稳定度略为负值,而在速度为1.2马赫时为8%。飞机靠“增稳系统”自动控制舵面,保持稳定飞行。这样带来的好处是减小了尾翼尺寸,降低了结构重量和阻力,改善了飞机的操纵性,同时提高了机动能力。

机翼

F-16采用悬臂式中单翼,平面几何形状为切角三角形。前缘后掠角40°。展弦比约为3,相对厚度约为4%,基本翼型是NACA64A-204。机翼前缘有可随迎角和马赫数的变化而自动偏转以改变机翼弯度的前缘襟翼,使飞机在大迎角时仍保持有效的升力。机翼后缘有全展长的襟副翼,它既可作为一般襟翼来增加升力,又可左右差动进行横向操纵。从翼根前缘沿机身两侧向前延伸的大后掠角边条翼可以控制涡流,提高大迎角时的升力,改善操纵性和稳定性,减小机翼面积。据计算,采用边条翼比按常规布局的机翼减轻重量222千克。机翼内部结构由梁、肋组成,上下敷以整体板蒙皮。

机身

采用半硬壳式结构。外形短粗,采用翼身融合体形式与机翼连接,使机身与机翼圆滑地结合在一起,从而减小了阻力,提高了升阻比,增加了刚度,增加机身容积9%,并使机体减重258千克。也对减小雷达反射面积很有好处。尾部有全动式平尾,平面形状与机翼相似,翼根整流罩后部是开裂式减速板。垂尾较高,安定面大,后缘是全翼展的方向舵。腹部有两块面积较大的安定翼面。起落架为可收放的前三点式。座舱盖为气泡形的,飞行员视野很好,内装零-零弹射座椅。控制系统采用四余度电传操纵技术,主要由信号转换装置、飞行控制计算机、电缆和动作装置组成。早期的F-16装一台普·惠公司的F100-PW-100型涡扇发动机,最大推力72.5千牛,加力推力111.1千牛;1984年后生产的F-16改装通用动力公司的F110-GE-100发动机。

尾翼

全动式平尾,平面几何外形与机翼类似,下反角25°,平尾翼根整流罩后部是开裂式减速板,最大开度60°。立尾较高,安定面大,大迎角时安定性好,可防尾旋,有全展长的方向舵。垂直安定面是多梁多肋铝合金结构,蒙皮是碳纤维复合材料的。垂尾根部整流罩前边的背鳍是玻璃纤维的。平尾由碳纤维复合材料的盖板、铝蜂窝夹芯、钛合金的梁及钢制的前缘组成。腹鳍是普通的铝合金结构。

动力装置

早期F-16装一台普拉特·惠特尼公司的F100-PW-100涡轮风扇发动机,最大推力7400公斤,加力推力11340公斤。从1984年开始,美国空军要求通用动力公司生产的F-16安装通用电气公司的F110-GE-100涡轮风扇发动机,并且要求两种发动机可以相互替换。1991年开始生产的F-16C “布洛克-50”换装了推力为13163公斤的 F-100-PW-229和F110-GE-129发动机.采用固定几何形状的腹部进气道,装有附面层隔板,其位置适合于在0.8-1.0马赫的速度范围内进行空战。采用固定式进气道比采用可调式进气道节约重量180千克。选择腹部进气道是为了在进行机动飞行时,使进气流所受干扰最小,并可避免吸入机炮的烟雾。在座舱后部机身上方有空中加油口。机身下的挂架可挂1136升的副油箱,机翼内侧挂架可挂1400升副油箱。

座舱

F-16A、F-16C的座舱为单人空调座舱。为改善驾驶员视界采用气泡式座舱盖,这种新式的座舱盖可使驾驶员的上半球视野达360°,一侧至另一侧为260°,前后为195°,侧下方为40°,前下方为15°。采用道格拉斯公司的IE-2零一零弹射座椅,能在零高度和0-1100公里/小时的速度范围内安全弹射。座椅向后倾斜30°,并提高脚蹬位置,这可以使驾驶员在短时间的抗过载能力达到8-9G。F-16B、F-16D为串列式双座舱。两个座舱内装有全套操纵装置、显示装置、仪表、电子设备及救生系统,可供训练及作战使用。第二个座舱的布置与F-16A、F-16C的座舱基本相同,具有所有的系统操纵功能。前后座舱用两块透明玻璃板隔开,前后座舱均有良好的视界。

美国F-16战斗机 - 机载设备

电子系统

早期的F-16A主要设备有:APG-66脉冲多普勒雷达,下视距离37~56公里,上视距离46~74公里;AN/ARN-108仪表着陆系统;SKN-2400惯导系统;雷达光电显示设备;中央大气数据计算机;飞行控制计算机等。F-16A装AN/APG-66脉冲多普勒火控雷达。进行空战时有四种工作状态,即仰视搜索和跟踪,俯视搜索和跟踪,格斗自动截获目标,自动工作。对于雷达反射面积为5米的目标,APG-66雷达的发现距离,仰视为60~90公里,俯视为46~65公里。对于图-95飞机这样的大型目标,其最大发现距离可达140公里左右。

在空对地工作状态,APG-66雷达有7种工作模式:空对地测距,真实波束地图测绘,扩展的真实波束地图测绘,多普勒波速锐化,信标,图象冻结,对海搜索。而改进型的F-16C采用AN/APG-68火控雷达,这种雷达是由APG—66发展而成的。主要是对三个部件进行了改进,即可编程信号处理机,发射机和低脉冲重复频率组件。据称,APG-68的探测距离比APG-66增大40%。这种雷达具有随要求和武器变化而重编程序、高分辨力地图测绘、超视距目标识别等能力。它能与“响尾蛇”、“麻雀”、AIM-120等空对空导弹配用。在空对空边扫描,边跟踪状态时可同时跟踪10个目标。

在使用航炮时,可先用前置角计算光学显示和快速热线显示模式。在执行对地任务时,有8种工作状态可选用,即连续计算命中点,连续计算投点,甩投,光电式制导武器投放,扫射,信标,目视地标点和人工方式等。此外,F-16C和F-16A相比,还多了夜间低空导航和瞄准红外吊舱系统,显示装置和计算机也作了改进。[2]

武器系统

F-16飞机装有1门M61A1型6管航炮,备弹515发,可与雷达和计算机配合计算前置角,有效射程1000米左右。F-16A有9个外接点:左右翼尖各1个,左右机翼下各3个,机身腹部1个。翼尖和机翼外测挂架只能挂装“响尾蛇”导弹,翼尖挂架最大承受过载9g,机翼外侧挂架过载限制为5.5g。机翼中挂架可挂装格斗导弹或各种空对地武器,机翼内侧挂架可挂装制导炸弹,核弹和常规炸弹,空对地导弹、子母弹箱和火箭弹或1个1400升的副油箱,这2对挂架的最大承受过载均为5.5g。机身腹部挂架可挂炸弹或1个1135升的副油箱。F-16A的最大外挂载荷为4760公斤(机油),6890公斤(机内减

F-16A的主要武器是空战武器是“响尾蛇”空对空导弹,其型号为AIM-9L,还有一种出口型的编号为AIM-9P-3。AIM-9L的最大射程为7公里左右,最大过载26~35g,离轴发射角正负30度,有一定购全向攻击能力,其实战战果较好,AIM-9P-3是由AIM-9或AIM-9J改进而成,其性能不如AIM-9L。和F-16A相比,改进型的F-16C外接点的数量没有变化,但可挂装“麻雀”中距空对空导弹。而更加先进的AIM-120先进中距空对空导弹,现已成为F-16C/D的制式武器,F-16A/B并不能装载。F-16C桂装“蓝盾”短舱后,投放激光制导炸弹时可由本机进行激光照射。新生产的F-16C还可使用空对舰导弹、反雷达导弹、“幼畜”AGM-65空对地导弹等对地攻击武器。

美国F-16战斗机 - 主要型号

F-16在战后美国军用飞机中是改型较多的一种,简单的可以区分为A(基型)、B(A型的双座型)、C(重大改进型)、D(C型双座型),细分则更加繁多。如F-16A/B的改型(包括批量生产中不同批次的改进型号)包括:Block1、5、10、15(OCU、ADF)、20、MLU等型号;

另外使用了不同发动机,或为各个实验计划改装的改型:F-16/79/101、F-16CCV、F-16AFTl/CAS/GCAS、F-16VISTA/MATV、未服役的海军型F-16/LTVl600、F-16SFW前掠翼验证机与STOVLE7短距起飞垂直降落机等。

普通型号

YF-16 原型机,共生产2架

F-16A 第一种生产型,1976年12月首次试飞。

F-16B 由F-16A发展的双座战斗/教练机。由于安置第二座舱,内部燃油减少17%。第一架F-16B于1977年8月试飞

F-16C 单座轻型战斗机,F-16A的改进型。1982年12月首飞,1984年7交付美国空军。

F-16D 由F-16C发展的双座战斗/教练机.1984年9月第一架F-16D交付美空军。

NF-16D 变稳定性飞行模拟试验机,1988年12月订购,由一架第30批F-16D改装而成。

F-16N 美国海军选定的超音速假想敌机,用于空战训练,由F-16C改装而成,只对机载设备作了改动。美国海军共订购26架,1987年开始交付,1988年交付完毕。

F-16R F-16的侦察型。用以取代正在美国空军服役的RF-4C。

F-16XL 超音速巡航战斗机。是通用动力公司向美空军提出的F-16改型,作为90年代的多用途战斗机。1989年3月,一架F-16XL被美国NASA用做超音速减阻验证机。

AFTI/F-16 先进技术试验机。

F-16/J79 中等性能出口战斗机。原准备专供出口,后因一直无人订货,故于1981年停止发展。

F-16ADF F-16A改装的防空型战斗机,共改装了270架。

F-16“灵敏隼” F-16的改型方案,将机翼面积增加25%,换装F100或F110的“改善性能发动机”(IPE),并换装新的电子设备。该计划于1989年完成了第一阶段的预研后停止拨款。

特殊型号

F-16/79 是F-16A/B机体加通用动力公司J79-GE-119发动机而成的低性能出口型,1977年计划启动。

F-16/101 采用F101发动机的试验型号。

YF-16/CCV 为了进行高机动性的飞行试验,1975年12月,YF-16的第一架原型机(72-1567)在空军飞行实验室改装成了CCV验证机,1976年3月16日YF-16CCV首飞。

F-16/AFTI 是AdvancedFighterTechnologyIntegration的缩写,即“先进战斗机技术综合应用计划”。首架飞机于1982年7月10日首飞。

F-16N 装备于美国海军打击与空中战术中心(其中包括著名的TOPGUN学校),用于模拟苏联和其他敌对国家的战斗机,与美军各战斗机部队进行模拟作战,从而提高战斗机部队实战水平。

F-16MATV 是Multi-AxisThrust-Vectoring多轴矢量动力试验的试验机,用于验证通过改进的飞行控制设备和新的气动、推进技术改善飞机的高机动性能。

美国F-16战斗机 - 产量

F-16在1978年末开始装备美国空军。美空军原计划总共订购650架,后来增加到2384架。

截止到1993年春季,F-16共有订货3835架,其中美空军2203架。到1992年7月,通用动力公司共生产各型F-16 2466架,其它国家专利生产615架,美国空军的订货计划于1995年交付完毕,为满足国内外用户的需要,F-16生产线将持续到2000年以后,届时全世界F-16的总产量将达4400架左右。

美国F-16战斗机 - 价格

F-16A/B单位为3000万美元(2006年币值),F-16C/D3380万美元(2006年币值)

美国F-16战斗机 - 出口国家地区

2005年以前递交或者是订购的国家有: 以色列、埃及、土耳其、韩国、中国台湾、希腊、荷兰、阿拉伯联合酋长国、丹麦、挪威、比利时、新加坡、泰国、波兰、智利、葡萄牙、约旦、巴基斯坦、意大利、委内瑞拉、巴林、印度尼西亚阿曼:阿曼空军。

美国F-16战斗机 - 实战

F-16问世不久,美国就把约40架F—16A式歼击机卖给了其中东盟友以色列。以军飞行员以两次远程奔袭作战使F—16名扬四海。

苏联入侵阿富汗时期,巴基斯坦飞行员曾驾驶F-16击落了苏联4架米格-23战斗机、5架苏-22战斗机、2架苏-25战斗机、1架安-24侦察机和2架安-26运输机改装侦察机。

在海湾战争中,美国空军在实战中首次使用了F-16。在这场战争中部署量最多:251架;出动量最大:13480架次;在美军飞机中出动率最高:平均每架飞机出动537次;执行任务种类最多:有战略进攻、争夺制空权、压制防空兵器、空中遮断的近距支援,堪称是“沙漠风暴”等行动中的一大主力。

科索沃战争中,F-16执行了大量的任务包括压制敌防空系统、防御性空战、进攻性空战、近距离空中动摇和前沿空中控制任务。摧毁了南联盟大量雷达阵地、地面坦克和车辆、建筑物和南联盟空军的米格战斗机

自911事件后,F-16在美国的全球反恐作战中起到主要作用,这些飞机执行了数千架次的飞行任务,支援持久自由行动和伊拉克自由行动。

伊拉克战争中,美国空军向中东地区部署了F-16C/D型机60架,F-16CJ型机71架。

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